Масштабирование Bitcoin: роль OP_CHECKTEMPLATEVERIFY и пути к этому.

OP_CHECKTEMPLATEVERIFY снова становится центральной темой обсуждения вопросов масштабирования Bitcoin. В этот раз было предложено множество альтернативных дизайнов для координации, а также конкретные дизайны, использующие CTV в качестве решения для масштабирования (Timeout Trees и Ark). Обсуждение имеет гораздо большую глубину концепций, которые стоит рассмотреть как альтернативы, а также конкретные предложения, которые может обеспечить CTV.

Один из аргументов противников CTV заключается в том, что `CTV не масштабирует Bitcoin`. Давайте трактовать это как то, что сам CTV не масштабирует Bitcoin, но может помогать строить другие решения. Хорошо, тогда это необоснованный аргумент. Segregated Witness не масштабировал Bitcoin. CHECKLOCKTIMEVERIFY и CHECKSEQUENCEVERIFY не масштабировали Bitcoin. Но Lightning Network, которую обеспечивают эти три предложения, масштабирует Bitcoin. Она добавляет огромную операционную емкость, чтобы расширить возможности транзакций за пределами самого блокчейна.

Но Lightning не помогает улучшить масштабируемость владения UTXOs или увеличить количество пользователей, которые могут контролировать их. Lightning в данный момент не способна сделать это с ее текущим дизайном и набором консенсусных примитивов, доступных в Bitcoin script.

CTV может изменить это. UTXOs и виртуальные UTXOs.

Часть проблемы Lightning в отношении масштабируемости владения Bitcoin заключается в том, что для открытия канала или контроля UTXO вам фактически нужно совершить транзакцию на базовом уровне. После этого Lightning может обеспечить большое количество транзакций вне цепочки, но пользователю все равно нужно совершить транзакцию в цепочке, чтобы присоединиться к Lightning. Это значительно увеличивает количество транзакций, которые может обработать Bitcoin, но не изменяет количество людей, которые могут владеть биткойнами.

Это еще одна большая проблема, которую может решить CTV. Бурак придумал термин `виртуальный UTXO` для своего предложения Ark, но я считаю, что этот термин замечательно подходит не только для контекста Ark, но и для общего использования. Виртуальный UTXO - это обещанная будущей транзакцией, через механизмы, такие как предварительно подписанная транзакция, но которая фактически еще не создана в цепочке. Bitcoin не имеет блочного пространства, чтобы каждый человек создавал один единственный UTXO в масштабе всемирной популяции, но вместо этого потенциал создания собственного независимого виртуального UTXO несомненен, если процесс обязательства к ним может быть масштабируемым.

Проблемой является масштабирование создания обязательств к виртуальным UTXO. В настоящее время нет способа создать их, кроме использования предварительно подписанных транзакций, и это вводит задержку, которую нужно решить. Количество виртуальных UTXO, которые может создавать любой реальный UTXO, ограничено размером мультисигнатурного набора, подписывающего эти транзакции. Чтобы безопасно создавать виртуальные UTXO, владелец каждого виртуального UTXO должен быть частью мультисигнатурного ключа, который подписывает транзакции, обязывающие их создать, иначе у них нет гарантии того, что будут созданы противоречивые транзакции, которые аннулируют их способность выкупить свои виртуальные UTXO при необходимости. Проблема координации подписи этого между каждым членом набора дает практические оценки, которые в конечном счете ограничат размер любого пула виртуальных UTXO. Единственный другой альтернативный вариант - это иметь некоторые доверенные стороны, которые подписывают транзакции, обязывающиеся к виртуальным UTXO всех, и просто доверять им, что они не украдут эти средства у законных владельцев.

CTV предлагает решение для обоих этих проблем. Возможность бездеятельного обязываться к будущим транзакциям так же, как это делают предварительно подписанные транзакции, но без необходимости координации подписи каждым владельцем виртуальных UTXO, решает проблему координации. В то же время, поскольку никто не нуждается во взаимодействии, один человек может финансировать CTV-выход, который обязывает все виртуальные UTXO в цепочке, и после подтверждения транзакции с финансированием, нет необходимости доверять этому человеку. После того, как этот реальный UTXO подтверждается в блоке, лицо, которое его финансировало, не имеет возможности отменить или дважды потратить будущие транзакции, к которым оно обязалось.

Имейте в виду, что виртуальный UTXO может быть что угодно. Это может быть канал Lightning, мультисигнатурный скрипт для холодного хранения и т. д. CTV делает то, что текущая версия Lightning не делает - масштабирует фактическую собственность Bitcoin, а не только количество транзакций, которые он может обработать.

Развиваем далее. Один из критиков CTV как `не масштабирует Bitcoin` заключается в том, что, обязываясь к будущим транзакциям, вы не избежите необходимости их включения в цепочку. Поэтому CTV на самом деле не помогает улучшить масштабируемость. Мне нравится называть это `фальсификацией OP_IF`. То есть, когда люди начинают говорить о CTV, они забывают, что есть OP_IF и что скрипты на самом деле могут иметь несколько вариантов расходования.

Самой мощной возможностью в Taproot является возможность создания мультисигнатур простым добавлением двух публичных ключей и подписанием их одним агрегированным подписью, а также выборочно раскрыть только одну `IF` ветвь скрипта с несколькими способами расходования. Вместе с CTV это предлагает очень мощный способ использования обязательств к виртуальным UTXO. Вместо создания цепочки транзакций исключительно с помощью CTV, они могут быть созданы с CTV, путем вложения их внутрь дерева taproot. Конец цепочки транзакций - это отдельные виртуальные UTXO, принадлежащие каждому участнику, заблокированные только на его публичный ключ. Перемещаясь обратно к корню дерева, можно просто добавить вместе набор ключей, находящихся ниже любого узла в дереве, и использовать его в качестве мультисигнатурного ключа Schnorr, под которым скрыт путь расходования CTV.

Это означает, что на любом этапе цепочки транзакций, разворачивающейся на цепочке для превращения виртуальных UTXO в реальные UTXO, каждый участник промежуточного UTXO может просто совместно подписать транзакцию, которая перемещает их монеты туда, куда они хотят идти, более эффективным способом, чем просто разрешение предполагаемой транзакции развернуться, чтобы превратить их виртуальные UTXO в реальные. Это позволяет небольшим подгруппам изменять все наборы заранее предусмотренных транзакций на цепочке, не вводя надежных сторон, на которых можно положиться, или не слабостью защиты прав каждого пользователя на его собственные виртуальные UTXO.

Эти две простые реальности предлагают огромные возможности масштабирования для Bitcoin без ущемления индивидуальной самостоятельности или безопасности, и все, что нам нужно, чтобы осуществить их, это CTV.

Благодарности: Я хотел бы поблагодарить всех, кто участвует в Chicago Bitdevs за помощь в формулировке этих наблюдений конкретным образом через обсуждение.